朱麗娜
(新疆大學化學化工學院新疆烏魯木齊830046)
淺析土壤中鉛污染治理方法
朱麗娜
(新疆大學化學化工學院新疆烏魯木齊830046)
土壤中的鉛是土壤重金屬最常見污染元素之一,鉛一旦排入環境,很長時間仍然保持其可用性,很難被降解。本文簡要總結目前常用的土壤鉛污染的物理修復技術、化學修復技術以及生物修復技術。隨著研究的不斷深入,摩擦清洗法、基因工程修復將給以后的土壤修復提供一些新的方向。
土壤重金屬;鉛污染;土壤修復;生物降解;二次污染
土壤是人類賴以生存的環境,也是重金屬元素在大循環中的重要環節。土壤的重金屬污染指由于人類活動,土壤中微量金屬元素含量超過背景土壤中的含量值,過量沉積而導致土壤中重金屬元素含量過高的現象。土壤重金屬污染具有隱蔽性,不可逆性和積累性,因此土壤在修復時難度極大。土壤重金屬元素可通過植物吸收,經食物鏈在人體內積累,從而嚴重危害人類健康。此外,降水、污水灌溉可使土壤重金屬向地下水中遷移,造成地下水重金屬污染。
土壤重金屬污染防治應堅持預防為主,防治結合的原則。目前,國內外研究鉛污染土壤的修復技術主要分為物理方法、化學方法以及生物方法。
2.1物理方法
物理方法修復土壤鉛污染主要是對土壤運用客土、換土、隔離、以及電化學等方法進行處理,從而減輕土壤鉛的污染。
客土法即采用將表層土深翻至深層土,加入新鮮土,降低鉛污染土壤與植物的接觸濃度,從而降低植物毒性。換土法則是將被鉛污染的土壤進行固定或移除,或用未被鉛污染的土壤代替。隔離法是在受到污染土壤周圍修建隔離墻體,把污染土中的污染物控制在一定的范圍之內。由于成本等方面的原因,該方法僅適用于鉛污染嚴重、污染面積較小的場地。吸附固定法是在鉛污染比較輕的土壤中,加入具有吸附和固定有效態的鉛離子的材料,降低鉛的生物有效性。王林等發現雜化材料與磷酸鹽進行復配,可純化修復鎘鉛土壤污染。這種修復方法費用不高,經濟效果較好,但不能徹底的消除鉛對土壤的污染。電化學法是外加一直流電場,使鉛污染的土壤中的鉛離子在電場作用下,發生氧化還原等化學反應,使得正負離子遷移或富集于陰/陽極,達到回收、去除鉛元素的目的。上述這些物理方法能取得比較好的治理效果,但是由于耗費了大量的勞動力和資源,而且修復后的含鉛土壤的處理也很難處理,不適合廣泛推廣。
2.2化學方法
化學修復法是指在受污染的土壤里面加入化學試劑,使之發生化學反應,從而降低鉛離子在土壤中的有效性和遷移性,達到降低有毒鉛離子的含量。主要有化學固定法、螯合劑處理法、淋洗液洗脫法、氧化還原法、pH控制法等幾種方法。
化學固定法是采用固定劑與土壤中鉛發生化學反應,使其生物有效性降低,同時降低其遷移性,達到降低土壤鉛污染的目的。王利等發現HA對低污染土壤中的TCLP浸提態鉛和鎘有固定作用,通過適當處理可有效修復污染土壤。
螯合劑法是用來促進植物對鉛的超富集吸收作用,也被稱為螯合誘導修復技術。使用時常用的兩類螯合劑為小分子有機酸類螯合劑和氨基多羧酸類螯合劑。本方法的優點鉛通過螯合后可更快速遷移,能快速降低土壤中鉛含量,但同時也存在著一定的風險。如果使用不當會對植物產生危害,污染地下水,造成二次污染。淋洗液洗脫法是選取土壤淋洗液,對鉛污染土壤進行淋洗,使鉛形成離子或絡合物,由固相轉移至液相,再將淋濾液進行收集再處理。氧化還原法就是在重金屬污染土壤中添氧化還原法是通過還原劑與土壤中鉛發生氧化還原反應,使土壤中鉛變為低價態鉛,降低土壤中鉛的活性和毒性。
生物修復技術是上世紀90年代興起的一種治理土壤污染的新技術,指的是利用生物的某些特定性能來抑制減少和改良土壤污染的方法,其中包括植物修復技術、動物修復技術、微生物修復技術以及基因工程和細胞工程技術等。這些方法在修復土壤污染時具有二次污染小,成本低,操作簡單,效果顯著的特點等特點。其中植物修復技術是利用某些植物對重金屬有吸收積累的功效來減少土壤中鉛金屬含量的方法,該方法具有簡單又經濟,且符合生態發展的要求,具有廣泛的發展前景。其主要有植物提取、植物揮發、植物鈍化三種手段。動物修復技術主要指的是蚯蚓在一些鉛礦山土壤污染的治理中,通過放養大量的蚯蚓,利用蚯蚓吸收土壤中的有毒物質后在體內分解,這種蚯蚓改良土壤的成本低,沒有二次污染,不愧為一種很好的改良土壤方法。
隨著城市化和工業化進程的加快,土壤鉛污染問題日漸突出,因此如何修復土壤鉛的污染顯得尤為重要。生物修復技術是一項前言的修復技術,但要找到合適的動植物以及微生物也是一個難題。因此要想真正避免土壤污染,就得從根源上減少污染來源,把污染濃度控制在自然修復范圍之內。如何走一條可持續發展的土壤污染修復研究的探索道路還任重而道遠。
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朱麗娜(1985—),女,漢族,新疆吐魯番,碩士研究生,化學工程與技術專業,主要從事土壤重金屬污染及土壤修復研究工作。